软-硬互层岩体节理峰前循环剪切疲劳损伤机理研究

作     者：许彬 刘新荣 周小涵 韩亚峰 刘俊 谢应坤 邓志云 XU Bin;LIU Xinrong;ZHOU Xiaohan;HAN Yafeng;LIU Jun;XIE Yingkun;DENG Zhiyun

作者机构：重庆交通大学水利水运工程教育部重点实验室重庆400074 重庆大学土木工程学院重庆400045 中国建筑第二工程局有限公司北京100160 重庆川东南工程勘察设计院有限公司重庆400038 清华大学水利系北京100084 

出 版 物：《岩土工程学报》 (Chinese Journal of Geotechnical Engineering)

年 卷 期：2024年第46卷第1期

页      面：90-100页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：水利水运工程教育部重点实验室开放基金项目(SLK2023A03) 中国博士后科学基金项目(2023M730432) 重庆市博士后特别资助项目(2022CQBSHTB1010) 重庆市博士后科学基金项目(CSTB2023NSCQBHX0223) 重庆市教委科学技术研究项目(KJQN202300744) 

主　　题：软-硬互层岩体节理 峰前循环剪切试验 PFC2D细观数值计算 演化过程 疲劳损伤机理 

摘      要：三峡库区频发微小地震下岩体节理循环剪切疲劳损伤对边坡动力稳定性具有重要影响。通过室内峰前循环剪切试验和PFC2D细观数值计算,研究了考虑一阶起伏角、含水率、剪切速率、剪切幅度、法向应力及循环剪切次数影响的软-硬互层岩体节理宏细观疲劳损伤机理。研究表明:①岩体节理剪切应力-剪切位移曲线历经初始非线性压剪变形、近似线弹性压剪变形、循环剪切疲劳损伤变形、应力缓升压剪变形、应力陡升压剪变形及应力脆性跌落压剪变形六个演化阶段。②岩体节理峰值(残余)剪切强度和疲劳剪切(法向)位移在相同一阶起伏角、含水率、剪切速率、剪切幅度或法向应力下随循环剪切次增多而分别降低和增大;且其在相同循环剪切次数下随一阶起伏角或法向应力变大而分别增大和降低,而随含水率、剪切速率或剪切幅度变大则分别降低和增大。③宏细观结果总体上吻合较好,且岩体节理细观剪切疲劳损伤裂纹数量随剪切位移变化呈前期微增-陡增、中期缓增及后期陡增-缓增-陡增的发展特征,而其随循环剪切次数变化则呈前期陡增和后期缓增的发展特征。④岩体节理宏细观剪切疲劳损伤典型演化过程可概述为压密-起裂破坏、循环错动-贯通破坏及分离-啃断破坏3个渐进性发展阶段,且宏细观剪切疲劳损伤裂纹近似呈“倒U形密集分布于岩体节理附近。